内容正文:
专题28.3-4 相似多边形与位似多边形
教学目标
理解相似多边形、相似比定义,掌握相似多边形的性质与判定;
理解位似多边形的概念,分清相似与位似的关系;
掌握平面直角坐标系中原点位似图形的坐标变化规律;
会利用位似放大或缩小图形,结合相似进行计算、作图。
教学重难点
重点:
理解并掌握相似多边形、位似多边形的定义、性质、判定;
难点:
利用位似放大或缩小图形,结合相似进行计算、作图。
知识点01 相似多边形
1. 定义
对两个边数相同的多边形,如果将一个多边形的顶点同另一个多边形的顶点依次对应,使得对应角相等,对应边成比例,那么称这两个多边形相似。两个相似多边形的对应边的比值叫作相似比。
2. 性质
相似多边形对应角相等,对应边成比例。
核心点:①边数相同;②对应角相等;③对应边成比例。
【即学即练】
1. 下列说法正确的是( )
A.等腰三角形都是相似图形 B.菱形都是相似图形
C.各边对应成比例的多边形是相似多边形 D.等边三角形都是相似三角形
【答案】D
【分析】相似多边形的判定条件:对应角相等且对应边成比例的多边形是相似多边形,据此对各选项逐一判断即可.
【详解】解:A选项,等腰三角形的顶角不一定相等,对应角不都相等,因此等腰三角形不都是相似图形,A错误
B选项,菱形的内角度数不一定相等,对应角不都相等,因此菱形不都是相似图形,B错误
C选项,该说法只满足各边对应成比例,缺少对应角相等的条件,例如边长相等的菱形和正方形,各边对应成比例但对应角不相等,不是相似多边形,因此C错误
D选项,等边三角形的三个内角都是,对应角相等,且三边都对应成比例,因此等边三角形都是相似三角形,D正确.
2.
如图所示,有一块长为、宽为的玻璃,为了保护玻璃,需要镶上宽的铝合金边框,那么边框的内外边缘所成的矩形相似吗?为什么?
【答案】不相似,理由见解析
【分析】本题考查的是相似多边形的判定,灵活运用相似多边形的对应边成比例这一判定定理是解题的关键.先根据边框宽度计算出内边缘矩形的长和宽,再分别计算内外矩形对应边的比值,通过判断比值是否相等来确定两个矩形是否相似.
【详解】解:不相似,理由:
,
,,
,
,,
,
不相似.
知识点0 2 位似多边形
1. 基本性质
①两个位似图形一定相似;
②所有对应顶点连线交于同一顶点O(位似中心);
③对应边互相平行;
2. 位似与相似的关系
相似包含着位似,但相似不一定是位似。
3. 平面直角坐标系中的位似规律(以原点为位似中心)
①两图形在原点同侧,位似比k为正;两图形在原点异侧,位似比k为负;
②当|k|>1时,利用位似放大;当|k|<1时,利用位似缩小;
③坐标规律:
原图形上点的坐标(x,y),相似比为k⇒位似图形上点的坐标为(kx,ky)或(-kx,-ky).
4. 位似图形的画图步骤
①普通位似图形
首先,连接位似中心和原图各顶点并延长作射线;
然后,在射线上按位似比截取对应顶点;
最后,顺次连接新的各顶点得到位似图形。
②以坐标原点为位似中心的位似图形
首先,按位似比计算各新顶点的坐标;
然后,顺次连接新的各顶点得到位似图形。
【即学即练】
1. 下图所示的四种画法中,能使得与是位似图形的有( )
A.①②③④ B.①③④ C.①② D.③④
【答案】A
【分析】本题考查位似图形,根据“两个相似图形的对应点的连线相交于一点,而且对应边互相平行或位于同一条直线上,像这样的两个图形叫做位似图形,”进行判断即可.
【详解】解:图①对应点的连线相交于点A,对应边,对应边与在同一条直线上,与在同一条直线上,是位似图形;
图②,对应边,,对应边和在同一条直线上,对应点的连线交于一点(的延长线于的交点),是位似图形;
图③,对应点的连线交于点O,对应边,,,是位似图形;
图④,对应点法连线交于点O,对应边,,,是位似图形,
故选:A.
2.综合实践
(1)如图,在平面直角坐标系中,点A的坐标为,点B的坐标为,点P是第一象限内的一个点且点P的纵坐标是.联结、,如果把沿翻折,所得四边形恰为菱形,若在直线上存在点Q,使与相似,求出点Q的坐标.
(2)若(1)中点Q位于x轴上方,指出与是否位似?若位似,请直接写出其位似中心的坐标.
【答案】
(1)或,
(2)是位似三角形,位似中心为点
【分析】本题主要考查了相似三角形的判定和性质,位似图形的定义.理解新定义,利用数形结合思想解答是解题的关键.
(1)根据菱形性质可得,垂直平分线,由此求出点,再根据与相似可得对应关系为,由此得出对应相等比,继而求出,得出点Q的坐标,
(32)根据定义判断它们的对应边平行(或共线)且对应顶点所在的直线相交于一点,即可得出结论.
【详解】(1)解:连接交轴于点,交轴于点;
∵ 四边形恰为菱形,
∴,垂直平分线,
∵点B的坐标为,,
∴点、的横坐标为,
又∵点P是第一象限内的一个点且点P的纵坐标是.
∴,
∵点A的坐标为,点B的坐标为,
∴直线垂直平分,
∴,
如图,当在第一象限时,与相似,即,
∴,
∴,
∴,
∴点坐标为,
当在第四象限时,即点为关于轴对称点,
综上所述:点为或,
(2)和为位似三角形,理由如下:
∵,
∴,
∴,
∵、、在同一直线上,、、在同一直线上,
∴与是位似三角形,位似中心的坐标为点.
题型01 相似多边形的辨析
【典例1】下列每个选项中的两个图形一定相似的是( )
A.两个等腰三角形 B.两个正方形 C.两个矩形 D.两个平行四边形
【答案】B
【分析】本题考查相似图形的判定,需依据相似图形“对应角相等、对应边成比例”的定义逐项分析判断.
【详解】解:
∵相似图形的定义为对应角相等且对应边成比例.
A选项:两个等腰三角形的对应角不一定相等,对应边也不一定成比例,
∴不一定相似.
B选项:两个正方形的每个内角均为,对应角相等,且各边都相等,对应边的比为定值,
∴一定相似.
C选项:两个矩形的对应角相等,但对应边不一定成比例,
∴不一定相似.
D选项:两个平行四边形的对应角不一定相等,对应边也不一定成比例,
∴不一定相似.
故选:B.
【变式1】命题:“任意两个矩形都相似”是___________命题.(填“真”或“假”)
【答案】假
【分析】本题考查真假命题的判断,涉及相似多边形的定义、矩形的性质,根据相似多边形的定义,判断对应角是否相等且对应边是否成比例.
【详解】解:任意两个矩形的对应角都相等(均为直角),但对应边不一定成比例,例如一个矩形长为2、宽为3,另一个矩形长为4、宽为5,对应边比分别为和,因此不相似,故该命题是假命题.
故答案为:假.
【变式2】下列命题中,①任意的矩形都相似;②任意的菱形都相似;③任意的正方形都相似;④任意的圆都相似,正确命题的有________.(填序号)
【答案】③④
【分析】本题考查的是命题与定理,正确的命题叫真命题,错误的命题叫做假命题.根据多边形相似的定义判断即可.
【详解】解:①两个矩形的对应边不一定成比例,不一定相似,故任意的矩形都相似是假命题;
②两个菱形的对应角不一定相等,不一定相似,故任意的菱形都相似是假命题;
③任意的正方形都相似,是真命题;
④任意的圆都相似,是真命题;
故答案为:③④.
【变式3】如图,五边形五边形,则五边形与五边形的相似比是________.
【答案】
【分析】相似图形的相似比等于对应边之比;再由五边形 五边形 可得相似比为,进而求解即可.
【详解】解:设横向相邻的两点距离为1,则,,
∴五边形 五边形 可得相似比为.
故答案为:.
【点睛】本题主要考查了相似图形的相似比,掌握相似比的定义是解题的关键.
【变式4】在研究相似问题时,甲、乙两同学的观点如下:
甲:将边长为5、12、13的三角形按图1的方式向外扩张,得到新三角形,它们的对应边间距均为1,则新三角形与原三角形相似.
乙:将邻边为5和12的矩形按图2的方式向外扩张,得到新的矩形,它们的对应边间距均为1,则新矩形与原矩形相似.
对于两人的观点,下列说法正确的是( )
A.甲对,乙不对 B.甲不对,乙对 C.两人都对 D.两人都不对
【答案】A
【分析】本题考查相似图形的定义,相似三角形的判定,根据图形的变换方式,以及相似图形的定义,相似三角形的判定,分析甲、乙两同学的观点,即可解题.
【详解】解:如图:
由题知,,延长,
则,,
,
同理可得,,
,
即新三角形与原三角形相似,甲是对的;
如图:
由题知,,
,
新矩形与原矩形不相似,乙不对.
故选:A.
题型02 相似多边形的性质和判定
【典例1】定义:将对应角相等,对应边成比例的两个四边形称为相似四边形.
(1)已知:如图1,四边形是矩形,E、F分别在、上,且.如果,求证:;
(2)已知:如图2,四边形是梯形,,,E、F分别在、上,且.如果,求证.
【答案】(1)
证明:∵四边形是矩形,
∴,,,
∵,
∴,,,,
∴四边形和四边形都是矩形,
∴, , ,,
又∵,
∴,
∴,
∴.
(2)
证明:∵四边形是梯形,,
又∵,
∴,
∴,,,,
∵梯形中,,
∴梯形是等腰梯形,
∴,
∴,
∴梯形和都是等腰梯形,
∴,,
如图,作交于G,作交于H,
则四边形和 都是平行四边形,
∴,,,,
,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
根据等比性质可得,即,
∴,
∴,
∴.
【分析】(1)先证四边形和四边形的四个角都是直角,从而可得四边形和四边形都是矩形,再证这两个矩形的四组对应边成比例即可得证.
(2)由四边形是梯形,,,可得,从而可得梯形和的四个角对应相等.梯形是等腰梯形可推出梯形和都是等腰梯形,则,.作交于G,作交于H,则可得则四边形和 都是平行四边形,进而得,从而可得,结合和等比性质可得,则可得.
【详解】(1)略
(2)略
【变式1】下列命题中,真命题是( )
A.如果一个直角三角形的一个锐角等于另一个直角三角形的锐角,那么这两个三角形相似
B.如果一个等腰三角形的一个内角等于另一个等腰三角形的内角,那么这两个三角形相似
C.如果一个直角梯形的一个锐角等于另一个直角梯形的锐角,那么这两个梯形相似
D.如果一个等腰梯形的一个内角等于另一个等腰梯形的内角,那么这两个梯形相似
【答案】A
【分析】本题考查相似行的判定,掌握各角相等,各边成比例的图形是相似形是解题的关键.
【详解】解:A. 如果一个直角三角形的一个锐角等于另一个直角三角形的锐角,那么这两个三角形相似,是真命题;
B.如果一个等腰三角形的一个内角等于另一个等腰三角形的内角,那么这两个三角形不一定相似,是因为没有说明相等的角是顶角还是底角,是假命题;
C. 如果一个直角梯形的一个锐角等于另一个直角梯形的锐角,缺少各边成比例,那么这两个梯形不一定相似,是假命题;
D. 如果一个等腰梯形的一个内角等于另一个等腰梯形的内角,缺少各边成比例,那么这两个梯形不一定相似,是假命题;
故选A.
【变式2】在长,宽的矩形中截去一个矩形(阴影部分),使留下的矩形与原矩形相似,那么留下的矩形的面积为____.
【答案】8
【分析】原矩形的长宽之比为,根据相似多边形的性质可知,留下的矩形长宽之比也为,据此即可求解.
【详解】解:原矩形的长宽之比为,
∵留下的矩形与矩形相似,
∴留下的矩形长宽之比为,
由图可知,留下的矩形的长为,
∴留下的矩形的宽为,
∴留下的矩形的面积为.
【变式3】如图,一个矩形广场的长为,宽为,广场外围两条纵向小路的宽均为,如果两条横向小路的宽都为,那么当x为多少时,小路内、外边缘所围成的两个矩形相似?
【答案】当x为时,小路内、外边缘所围成的两个矩形相似.
【分析】本题考查了相似多边形的性质:如果两个多边形的对应角相等,对应边的比相等,则这两个多边形是相似多边形.
内外矩形的对应角相等,所以当时,小路内、外边缘所围成的两个矩形相似,然后利用比例性质求出x即可.
【详解】解:当时,小路内、外边缘所围成的两个矩形相似.
解得;
答:当x为时,小路内、外边缘所围成的两个矩形相似.
【变式4】问题解决
(1)已知:如图1, 是以 为斜边的等腰直角三角形, 以 为直角边作等腰直角三角形,再以为直角边作等腰直角三角形.
求证:四边形 与四边形 相似.
(2)已知:如图2,在中,点分别在边上,相交于点,点在的延长线上,联结如果四边形与四边形相似,且点分别对应.
求证:.
【分析】(1)利用、、是等腰直角三角形,求证两个四边形的对应角相等,设出,利用勾股定理求出两个四边形的边长,然后即可得到四组对应边的比相等,最后即可证明.
(2)利用四边形的相似,先得出对应边的比和对应角相等,进而证明,得到 ,利用相似条件,求证,得到,再根据平行关系,,进而得到,最后即可证明结论.
【详解】(1)解:由题意可知:、、是等腰直角三角形,
,,
,,,
故有,,
设,
在,由勾股定理可知:,
在中,由勾股定理可知:,
在中,由勾股定理可知:,
在四边形 与四边形 中,,,,,且,
四边形 与四边形 相似.
(2)解:四边形与四边形相似,
,,
在与中,,,
,
,
在与中,,,
,
,,
,
,
在与中,,,
,
,
,
.
题型03 位似多边形的辨析
【典例1】下图所示的四种画法中,能使得与是位似图形的有( )
A.①②③④ B.①③④ C.①② D.③④
【答案】A
【分析】本题考查位似图形,根据“两个相似图形的对应点的连线相交于一点,而且对应边互相平行或位于同一条直线上,像这样的两个图形叫做位似图形,”进行判断即可.
【详解】解:图①对应点的连线相交于点A,对应边,对应边与在同一条直线上,与在同一条直线上,是位似图形;
图②,对应边,,对应边和在同一条直线上,对应点的连线交于一点(的延长线于的交点),是位似图形;
图③,对应点的连线交于点O,对应边,,,是位似图形;
图④,对应点法连线交于点O,对应边,,,是位似图形,
故选:A.
【变式1】下列选项中的两个相似图形,不是位似图形的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】本题考查的是位似变换,掌握两个图形不仅是相似图形,而且对应顶点的连线相交于一点,对应边互相平行,那么这样的两个图形叫做位似图形是解题的关键.根据位似图形的定义解答即可.
【详解】解:根据位似图图形的定义可知选项A、B、D中的两个图形都是位似图形,C中的两个图形不是位似图形,
故选:C.
【变式2】下列图形中是位似图形的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查了位似图形的识别,对应点连线交于一点的两个相似图形是位似图形,据此求解即可.
【详解】解:A、对应点连线不交于一点,不是位似图形,不符合题意;
B、对应点连线交于一点,且两个三角形是相似三角形,是位似图形,符合题意;
C、对应点连线不交于一点,不是位似图形,不符合题意;
D、对应点连线不交于一点,不是位似图形,不符合题意;
故选:B.
【变式3】图,以点为位似中心,把放大为原图形的倍得到,以下说法中错误的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A、由位似图形可知,
,
,故选项A正确,不符合题目要求;
B、由位似图形可知,故选项B正确,不符合题目要求;
C、由位似图形可知,相似比为,
,
、、三点共线,
,故选项C错误,符合题目要求;
D、由位似图形可知,相似比为,
,故选项D正确,不符合题目要求.
【变式4】如图,在所在平面上任意取一点O(与点A、B、C不重合),连接、、,分别在、、上取点、、,再连接、、得到,则下列说法不正确的是( )
A.若与是位似图形,则这两个三角形相似
B.若与是相似图形,则这两个三角形也是位似图形
C.若、、分别是、、的中点,则与的周长比为
D.若与是位似图形,则
【答案】B
【分析】本题考查位似图形与相似图形的关系、位似图形的性质(对应边平行、周长比等于位似比),运用逐一分析验证法.解题关键是明确位似图形是特殊的相似图形,且位似图形具有对应边平行、对应顶点连线交于位似中心等性质;易错点是混淆相似图形与位似图形的关系(误认为相似图形一定是位似图形).
分别根据位似图形与相似图形的关系对四个选项进行分析判断即可.
【详解】选项A:位似图形是特殊的相似图形,所以若与是位似图形,则这两个三角形相似,A正确.
选项B:相似图形不一定是位似图形,位似图形需要对应顶点的连线相交于一点(位似中心),而相似图形不一定满足这一条件,所以若与是相似图形,不一定是位似图形,B错误.
选项C:若、、分别是、、的中点,则与是位似图形,位似比为,根据相似三角形的性质,周长比等于位似比,所以与的周长比为,C正确.
选项D:若与是位似图形,根据位似图形的性质,对应边平行,所以,D正确.
故选:B.
题型04 画位似图形
【典例1】如图,在平面直角坐标系中,的三个顶点都在格点上(网格中小正方形的顶点即为格点)
以点为位似中心,将放大到原来的倍,在第四象限内画出.
【答案】画图见解析;
【变式1】在的网格图中,已知和点.
以点M为位似中心,位似比为2,画出的位似图形;
【答案】如图,即为所求:
【变式2】在边长为1的小正方形网格坐标系中,顶点均为格点,点,对应位似点.
(1)描出AC中点D,写出点D坐标;
(2)以原点O为位似中心,将放大得到,画出图形.
【答案】(1)如图,AC中点;
(2)
【详解】解:(1)略
(2)由对应,得位似比为2,将各顶点坐标放大2倍,再取相反数,顺次连接即可得到.图略.
【变式3】在边长为1的正方形的网格中,的顶点均为格点(网格线的交点).(要求使用无刻度的直尺画图)
以点为位似中心,在网格区域内将放大2倍得到;
【答案】如图,即为所求
【变式4】在边长为的正方形的网格中,的顶点均在格点上(网格线的交点).
()以点为位似中心,在网格区域内将放大倍得到(的对应点是,的对应点是).
(2)用无刻度的直尺在线段上找一点,使得.(保留画图痕迹)
【答案】(1)如图所示,即为所求;
(2)如图所示,点即为所求.
【详解】(1)略
(2)解:过点、作,且满足,,连接,与的交点即为所求的点,
,
.
题型05 利用位似图形的性质计算
【典例1】如图,与位似,位似中心为点O,,的面积为4,则面积为( )
A.6 B.7 C.8 D.9
【答案】D
【分析】此题考查了位似的性质、相似三角形的判定及性质,熟练掌握相似三角形的性质是解题的关键.根据与位似得到,由相似三角形的性质即可得到答案.
【详解】解:与位似,
.
.
的面积为4,
故选:D.
【变式1】如图,在舞台设计中,有两个位似的三角形装饰图案和,位似中心为点,经测量它们的相似比是,那么与的面积之比是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查了位似图形的性质,位似图形的面积之比等于位似比的平方,据此可得答案.
【详解】解:∵有两个位似的三角形装饰图案和,位似中心为点,经测量它们的相似比是,
∴与的面积之比是,
故选:B.
【变式2】如图,正六边形与正六边形是关于原点的位似图形,相似比为,若点,则正六边形的周长为_________;
【答案】
【分析】本题主要考查正多边形的性质,熟练掌握正多边形的性质是解题的关键.连接,由题意得,则有,,,进而可得,,然后可求,最后问题可求解.
【详解】解:连接,如图所示:
∵正六边形与正六边形是关于原点的位似图形,相似比为,
∴,
∵点,
∴,
∴,
∵六边形是正六边形,
∴,,
∴,,
∴,
∴,
∴正六边形的周长为;
故答案为:.
【变式3】如图,和是位似图形,点O是它们的位似中心,若与的面积之比为,则的值为 _______.
【答案】
【分析】本题考查的是位似变换,掌握位似图形的概念、相似三角形的性质是解题的关键.根据位似图形的概念得到,,根据相似三角形的性质得到,证明,再根据相似三角形的性质解答即可.
【详解】解:∵和是位似图形,
∴,,
∵与的面积之比为,
∴与的相似比为,即,
∵,
∴,
∴,
故答案为:.
【变式4】如图,以点为位似中心的与的周长比为,则的值是多少?
【答案】
【分析】本题考查了位似图形的性质,相似三角形的判定和性质,由位似图形的性质可得,,且相似比,再由得到,进而即可求解,掌握位似图形的性质是解题的关键.
【详解】解:∵与是以点为位似中心的位似图形,与的周长比为,
,,且相似比,
,
,
.
题型05 在直角坐标系中求位似图形中对应点的坐标
【典例1】如图,以点为位似中心,将按相似比缩小,得到,则点的对应点D的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用平移,位似比的意义,解答即可;
【详解】解:点为位似中心,将按相似比缩小,得到,
将点向下平移1个单位长度,得到位似中心为,点的对应点为,按相似比缩小,得到对应点,
再将点向上平移1个单位长度就得到点的对应点D的坐标为;
【变式1】在平面直角坐标系中,的顶点的坐标为,以原点为位似中心,把按相似比为2放大得到,则的顶点的坐标为________.
【答案】或
【分析】以原点为位似中心,相似比为时,位似图形对应点的坐标为原对应点坐标乘以或.
【详解】解:以原点为位似中心,把按相似比为放大得到,点的坐标为,
的坐标为或,
即或.
【变式2】如图,中,A、B两个顶点在x轴的上方,点C的坐标是.以点C为位似中心,在x轴的下方作的位似图形,并把的边长放大到原来的2倍.点B的坐标是,则点B的对应点的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】过点分别作轴于点,轴于点,证明, 然后根据相似三角形的性质即可求解.
【详解】解:过点分别作轴于点,轴于点,
∴,
∵以点C为位似中心,在x轴的下方作的位似图形,且把的边长放大到原来的2倍,
∴点在一条直线上, ,
∴,
∴,
∴,
又∵,
∴,
又∵点B的坐标是,点的坐标是,
∴, ,
∴,,
∴点的横坐标为,纵坐标为,
∴点的坐标是.
【变式3】正方形如图所示,以原点O为位似中心,在第一象限内把正方形的各边缩小为原来的,则点C的对应点的坐标为_____________.
【答案】
【分析】先根据正方形的性质及点、的坐标求出点的坐标,再根据位似变换的性质:以原点为位似中心,相似比为,且变换后的图形与原图形在位似中心同侧,则对应点的坐标为原坐标乘以,计算即可
【详解】解:由图可知,
∴
∵四边形是正方形
∴,且轴
∴点的坐标为
∵以原点为位似中心,在第一象限内把正方形的各边缩小为原来的
∴位似比
∴点的坐标为 ,即.
【变式4】如图,在平面直角坐标系中,的顶点坐标分别为,,.
(1)画出将向左平移3个单位,再向上平移2个单位后得到的(点A,B,C的对应点分别是,,);
(2)以原点O为位似中心,在y轴的右侧画出.使与位似,且相似比为,请写出点的坐标(点A,B,C的对应点分别是,,);
(3)请在图中画出与的位似中心M,并写出点M的坐标.
【答案】(1)作图见解析
(2)作图见解析,的坐标为
(3)作图见解析,位似中心M的坐标为
【分析】本题考查了图形的平移变换、位似变换及位似中心的确定,求一次函数的解析式.
(1)根据“左减右加,上加下减”计算平移后各点坐标,再描点作图即可;
(2)以原点为位似中心,相似比且在y轴右侧,通过原坐标乘以2得到对应点坐标;
(3)连接对应点连线,其交点即为位似中心,通过计算确定位似中心的坐标.
【详解】(1)解:根据“左减右加,上加下减”计算平移后各点坐标,
向左平移3个单位,向上平移2个单位得;
向左平移3个单位,向上平移2个单位得;
将向左平移3个单位,向上平移2个单位得;
描点连接得.
(2)解:以原点O为位似中心,相似比且在y轴右侧,的对应点坐标为.
描点连接得(见上图),
故点的坐标为.
(3)解:作射线、、,交点即为位似中心M(见上图).
设直线的解析式为,
将和代入解析式,
得到方程组:,
解方程组得,代入得,
因此,直线的解析式为,
∵,,故直线为,
联立求解得.
∴位似中心M的坐标为.
1.下列选项中的两个图形一定相似的是( )
A.两个等腰三角形 B.两个矩形 C.两个菱形 D.两个正五边形
【答案】D
【分析】形状相同的图形称为相似图形.结合图形,对选项一一分析,排除错误答案即可.
【详解】解:A.任意两个等腰三角形,形状不一定相同,不一定相似,本选项不符合题意;
B.任意两个矩形,对应角对应相等、边的比不一定相等,不一定相似,本选项不符合题意;
C.任意两个菱形,边的比相等、对应角不一定相等,不一定相似,本选项不符合题意;
D.任意两个正多边形的对应角相等、边的比相等,一定相似,本选项符合题意.
2.如图,和是以点O为位似中心的位似图形,且相似比为,若,则的长为( )
A.16 B.12 C.8 D.6
【答案】C
【分析】本题考查位似三角形的性质,根据位似图形的性质得到,继而得解.掌握位似图形的性质是解题的关键.
【详解】解:∵和是以点O为位似中心的位似图形,相似比为,
∴,,
∵,
∴,
故选:C.
3.如图,在直角坐标系中,与是位似图形,位似中心为原点O.若点的对应点为,则点的对应点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了位似的性质,熟练掌握其性质是解题的关键.
根据位似比计算即可.
【详解】解:∵点的对应点为,
∴与的位似比为,
∴点的对应点的坐标为.
故选:B .
4.如图,以点为位似中心,把的各边长放大为原来的2倍得到,下列说法中错误的是( )
A. B.
C.点,,三点在同一条直线上 D.
【答案】D
【分析】根据位似图形的性质得到位似比,,进而得到,根据相似比得到两个三角形的面积比即可.
【详解】解:以点为位似中心,把的各边长放大为原来的2倍得到,
,,点、、三点在同一条直线上,
,
;则选项B和C正确;
,
,
,
则选项A、B、C正确,D错误;
故选:D.
5.如图,在平面直角坐标系中,将以原点为位似中心放大后得到,若点,,则和的相似比为___________.
【答案】
【分析】本题考查位似的概念,根据点坐标求出,的值,相似比等于对应边之比.
【详解】解:∵,,
∴,,
∵由以原点为位似中心放大后得到,
∴与为对应边,
∴和的相似比为.
故答案为:.
6.如图,平行于地面的三角形纸片上方有一灯泡(看作一个点O)、灯泡发出的光线照射后,在地面上形成阴影,已知灯泡距离地面,灯泡距离纸片,若的面积为6,则阴影部分的面积为______.
【答案】
【分析】本题考查的是位似的定义、相似三角形的应用,掌握相似三角形的性质是解题的关键.由题意可得,根据相似三角形的性质即可得到答案.
【详解】解:如图,
由题意可知,和是以点O为位似中心的位似图形,
∴,
∵已知灯泡距离地面,灯泡距离纸片,
∴,
∵的面积为6,
∴,
即阴影部分的面积为,
故答案为:.
7.如图,与是以点为位似中心的位似图形,位似比为1:3,正方形的边长为1,点在边上,点在边上,直线交于点,则的长度为_____.
【答案】
【分析】先根据位似图形的性质得,且,即可求出 ,进而得出,再说明,然后根据相似三角形的对应边成比例得出答案.
【详解】解:∵和是以点A为位似中心的位似图形,且位似比是,
∴,
∴,.
∵,正方形的边长为1,
∴,
∴.
∵,
∴,
∴,
即,
解得.
8.如图,已知四边形与四边形相似,点的对应点分别为.
(1)求的度数;
(2)求边的长度.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查了相似四边形的性质,四边形的内角和,掌握相似四边形的性质是解题的关键.
()根据相似四边形的性质得到,再根据四边形的内角和即可求解;
()根据相似四边形的性质求解即可.
【小问1】
解:四边形与四边形相似,
,
.
【小问2】
解:∵四边形与四边形相似,
,
,
解得.
9.已知在平面直角坐标系中的位置如图所示,点A,B,C的坐标分别为,,.
(1)以点O为位似中心,在y轴左侧画出的位似图形,使与的相似比为;
(2)以点C为旋转中心,将逆时针旋转得到,画出.
【答案】(1)画图见解析
(2)画图见解析
【分析】(1)直接利用位似图形的性质得出的对应点,然后顺次连接即可;
(2)直接利用旋转的性质得出对应点,然后顺次连接即可.
【详解】(1)解:如图所示.
(2)解:如图所示.
10.如图,在边长为1个单位长度的小正方形网格中建立平面直角坐标系,与的顶点均为格点,点的坐标为.
(1)求证:;
(2)把向右平移6个单位长度得到,画出平移后的三角形,并判断与是否位似,如果是,请写出位似中心的坐标,如果不是,请说明理由.
【答案】(1)见解析
(2)图见解析,与位似,位似中心坐标为
【分析】本题主要考查了相似三角形的判定,位似图形的判定,勾股定理:
(1)根据勾股定理求出,的长,可得到,即可求证;
(2)根据平移的性质可得到,即可求解.
【详解】(1)解:在中,,
在中,,
,
即,
.
(2)解:如图所示,即为所求,
与位似,
位似中心坐标为.
1.下列每个选项的两个图形中,不是位似图形的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了位似变换,掌握位似的两图形必须是相似形且对应点的连线都经过同一点、对应边平行或共线是解题的关键.
根据位似图形的定义逐项判断即可.
【详解】解:选项A、B、D中两个图形中是位似图形;选项C中两个图形中不是位似图形.
故选:C.
2.如图,在锐角三角形、矩形、正六边形外加宽度一样的外框,外框边与原图形对应边平行,则外框与原图一定相似的是( )
A.三角形和矩形 B.三角形和正六边形
C.矩形和正六边形 D.矩形
【答案】B
【分析】本题主要考查相似图形,熟练掌握相似图形的性质是解题的关键;因此此题可根据相似图形的定义进行排除选项即可.
【详解】解:矩形不相似,因为其对应角的度数一定相同,但对应边的比值不一定相等,不符合相似的条件;
锐角三角形的原图与外框相似,因为其三个角均相等,三条边均对应成比例,符合相似的条件;
正六边形相似,因为它们的边长都对应成比例、对应角都相等,符合相似的条件.
故选:B.
3.纸是我们常用的打印纸,把纸沿长边中点对折,形成两个相同的小长方形,我们发现折叠得到的小长方形与折叠前的大长方形相似,则大长方形与小长方形的相似比为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查相似多边形的性质,通过设大长方形的长和宽,利用相似多边形对应边成比例的性质列方程求解相似比即可.
【详解】解:设大长方形的长为,宽为,则折叠后小长方形的长为,宽为,
∵大长方形与小长方形相似
∴
∴
∵,
∴
∴大长方形与小长方形的相似比为.
故选C.
4.如图,在矩形中,点,分别在,上,四边形是正方形,矩形矩形,,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查相似多边形的性质,正方形和矩形的性质,设,根据相似多边形的性质,列出比例式求出的值,再根据线段的和差关系进行求解即可.
【详解】解:四边形是正方形,
设,
矩形矩形,,
.
,
或(舍弃),
,
故选:.
5.如图,在平面直角坐标系中,与关于原点位似(点、的对应点分别是点、),若轴,点的坐标为,与的相似比为,则点的坐标为____________.
【答案】
【分析】本题考查了位似图形的性质,根据与关于原点位似,与的相似比为,得,,因为点在第一象限,所以点的坐标为,即可作答.
【详解】解:∵与关于原点位似(点、的对应点分别是点、),与的相似比为,
∴
∵点的坐标为,
∴,,
∵点在第一象限,
∴点的坐标为.
6.下图是用12个相似的直角三角形组成的图案.
(1)与位似的三角形是______;
(2)已知的面积是3,则的面积为______.
【答案】 4
【分析】(1)先根据垂直的定义和直角的性质即可解答;
(2)先说明,设,则、,由可得;再设,则、,即,然后运用三角形面积公式即可解答.
【详解】解:∵在和中,
∴,
∴,
故答案为.
∵12个相似的直角三角形,
∴,
∴,
设,则、,
∵
∴
再设,则、,
∴,即
∴
故答案为4.
7.如图,在平面直角坐标系中,三个顶点的坐标分别为,,,请根据条件解决下列问题:
(1)绕点旋转后得到,请画出
(2)以点为位似中心,在指定网格的范围中画出,使与位似,且位似比为;
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】(1)由题意可先得出点A、B、C关于原点对称的点;
(2)点为位似中心,按位似比为即可求解:
【详解】(1)解:由题可得,如图所示:
(2)解:由题可得,如图所示:
8.如图,在平面直角坐标系中,与关于点P位似,其中顶点A,B,C的对应点依次为,,,且都在格点上.
(1)请利用位似的知识在图中找到并画出位似中心P;
(2)写出点P的坐标为_____,与的面积比为_____,_____;
【答案】(1)见解析
(2);;
【分析】本题考查了位似图形的作图,位似图形的性质,求格点三角形的面积,熟练掌握位似图形的作图及位似图形的性质是解题的关键.
(1)连接,,根据位似图形的性质,即知两线段的交点P即为所求;
(2)由图可直接得到点P的坐标;根据位似图形的性质,即可求得与的面积比;用正方形的面积减去三个三角形的面积即可;
【详解】(1)解:如图,点P就是位似中心;
;
(2)解:由图可知,点P的坐标为;
根据图形可知,,,
与关于点P位似,
与的面积比为,
.
故答案为:;;.
9.如图,在平面直角坐标系中,三个顶点分别为.
(1)以坐标原点为位似中心,将在第一象限内缩小为原图形的得到,请在平面直角坐标系中画出;
(2)设与的周长分别为和,试求的值.
【答案】(1)
如图,即为所作;
(2)
【分析】此题主要考查了位似变换,解题的关键是正确得出对应点位置.
(1)直接利用位似比得出对应点位置,进而得出答案;
(2)利用位似图形的性质得出周长比即可.
【详解】(1)略
(2)解:∵,且相似比为,
∴.
10.纸张大小的设计不仅要有美感,还应具有实用性.纸是我们常见的矩形打印纸,将纸沿垂直的对称轴折叠(如图1),展开后,折痕两侧的两个小矩形称为纸,它们与原来的矩形相似,以其中一个为例,可记为矩形矩形;将纸类似的对折,得到与之相似的纸……,纸的大小设计能在纸张的剪裁中避免浪费,且方便缩放打印,可谓兼具强大的功能性与视觉美感.
(1)如图,设,则纸的宽________(用表示);连接,过点作交于点,则________(用表示);
(2)如图,在(1)的条件下,再次折叠纸片,使点落在上的点处,折痕为,连接.请写出并证明线段与的关系;
(3)如图,,若点为边上的一动点,沿折叠纸片,使点落在处,连接,,求的最小值.
【答案】(1),;
(2),,
证明: ∵矩形,由(1)得,,
∴, ,,
∵矩形,
∴,
∵沿折叠得,点落在上的点处,
∴,,
∵在中,,,,
∴根据勾股定理,,即,
整理得:,
∵,
∴,解得:,
∴,
∵,即,
∴,
∵在和中,
,
∴,
∴,即,解得:,
∵,,
∴,
∵在和中,
,
∴,
∴,,
∴,;
(3).
【分析】(1)先根据对折的性质结合题意求出的值,根据矩形推出,,再根据矩形矩形,求出的值,然后结合,证明,最后运用相似的性质求解即可;
(2)先结合矩形的性质和折叠的性质求出的长度和证明,运用相似的性质求出的值,再根据线段成比例和共角证明,运用相似的性质即可求证;
(3)取的中点,连接,证明,求得,当三点共线时,取得最小值,最小值为的长,即取得最小值,最小值为,据此求解即可.
【详解】(1)∵对折,,
∴,
∵矩形,
∴,,
∵矩形矩形,
∴,即,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵在和中,
,
∴,
∴,即,解得;
(2)略
(3)如图,取的中点,连接,
∵,
∴由(1)得,
∵沿折叠得,
∴,
∵矩形,
∴,,
∴,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
∵,
∴当三点共线时,取得最小值,最小值为的长,
即取得最小值,最小值为,
∵在中,,,,
∴根据勾股定理,,
∴的最小值为.
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专题28.3-4 相似多边形与位似多边形
教学目标
理解相似多边形、相似比定义,掌握相似多边形的性质与判定;
理解位似多边形的概念,分清相似与位似的关系;
掌握平面直角坐标系中原点位似图形的坐标变化规律;
会利用位似放大或缩小图形,结合相似进行计算、作图。
教学重难点
重点:
理解并掌握相似多边形、位似多边形的定义、性质、判定;
难点:
利用位似放大或缩小图形,结合相似进行计算、作图。
知识点01 相似多边形
1. 定义
对两个边数相同的多边形,如果将一个多边形的顶点同另一个多边形的顶点依次对应,使得对应角相等,对应边成比例,那么称这两个多边形相似。两个相似多边形的对应边的比值叫作相似比。
2. 性质
相似多边形对应角相等,对应边成比例。
核心点:①边数相同;②对应角相等;③对应边成比例。
【即学即练】
1. 下列说法正确的是( )
A.等腰三角形都是相似图形 B.菱形都是相似图形
C.各边对应成比例的多边形是相似多边形 D.等边三角形都是相似三角形
2.
如图所示,有一块长为、宽为的玻璃,为了保护玻璃,需要镶上宽的铝合金边框,那么边框的内外边缘所成的矩形相似吗?为什么?
知识点0 2 位似多边形
1. 基本性质
①两个位似图形一定相似;
②所有对应顶点连线交于同一顶点O(位似中心);
③对应边互相平行;
2. 位似与相似的关系
相似包含着位似,但相似不一定是位似。
3. 平面直角坐标系中的位似规律(以原点为位似中心)
①两图形在原点同侧,位似比k为正;两图形在原点异侧,位似比k为负;
②当|k|>1时,利用位似放大;当|k|<1时,利用位似缩小;
③坐标规律:
原图形上点的坐标(x,y),相似比为k⇒位似图形上点的坐标为(kx,ky)或(-kx,-ky).
4. 位似图形的画图步骤
①普通位似图形
首先,连接位似中心和原图各顶点并延长作射线;
然后,在射线上按位似比截取对应顶点;
最后,顺次连接新的各顶点得到位似图形。
②以坐标原点为位似中心的位似图形
首先,按位似比计算各新顶点的坐标;
然后,顺次连接新的各顶点得到位似图形。
【即学即练】
1. 下图所示的四种画法中,能使得与是位似图形的有( )
A.①②③④ B.①③④ C.①② D.③④
2.综合实践
(1)如图,在平面直角坐标系中,点A的坐标为,点B的坐标为,点P是第一象限内的一个点且点P的纵坐标是.联结、,如果把沿翻折,所得四边形恰为菱形,若在直线上存在点Q,使与相似,求出点Q的坐标.
(2)若(1)中点Q位于x轴上方,指出与是否位似?若位似,请直接写出其位似中心的坐标.
题型01 相似多边形的辨析
【典例1】下列每个选项中的两个图形一定相似的是( )
A.两个等腰三角形 B.两个正方形 C.两个矩形 D.两个平行四边形
【变式1】命题:“任意两个矩形都相似”是___________命题.(填“真”或“假”)
【变式2】下列命题中,①任意的矩形都相似;②任意的菱形都相似;③任意的正方形都相似;④任意的圆都相似,正确命题的有________.(填序号)
【变式3】如图,五边形五边形,则五边形与五边形的相似比是________.
【变式4】在研究相似问题时,甲、乙两同学的观点如下:
甲:将边长为5、12、13的三角形按图1的方式向外扩张,得到新三角形,它们的对应边间距均为1,则新三角形与原三角形相似.
乙:将邻边为5和12的矩形按图2的方式向外扩张,得到新的矩形,它们的对应边间距均为1,则新矩形与原矩形相似.
对于两人的观点,下列说法正确的是( )
A.甲对,乙不对 B.甲不对,乙对 C.两人都对 D.两人都不对
题型02 相似多边形的性质和判定
【典例1】定义:将对应角相等,对应边成比例的两个四边形称为相似四边形.
(1)已知:如图1,四边形是矩形,E、F分别在、上,且.如果,求证:;
(2)已知:如图2,四边形是梯形,,,E、F分别在、上,且.如果,求证.
【变式1】下列命题中,真命题是( )
A.如果一个直角三角形的一个锐角等于另一个直角三角形的锐角,那么这两个三角形相似
B.如果一个等腰三角形的一个内角等于另一个等腰三角形的内角,那么这两个三角形相似
C.如果一个直角梯形的一个锐角等于另一个直角梯形的锐角,那么这两个梯形相似
D.如果一个等腰梯形的一个内角等于另一个等腰梯形的内角,那么这两个梯形相似
【变式2】在长,宽的矩形中截去一个矩形(阴影部分),使留下的矩形与原矩形相似,那么留下的矩形的面积为____.
【变式3】如图,一个矩形广场的长为,宽为,广场外围两条纵向小路的宽均为,如果两条横向小路的宽都为,那么当x为多少时,小路内、外边缘所围成的两个矩形相似?
【变式4】问题解决
(1)已知:如图1, 是以 为斜边的等腰直角三角形, 以 为直角边作等腰直角三角形,再以为直角边作等腰直角三角形.
求证:四边形 与四边形 相似.
(2)已知:如图2,在中,点分别在边上,相交于点,点在的延长线上,联结如果四边形与四边形相似,且点分别对应.
求证:.
题型03 位似多边形的辨析
【典例1】下图所示的四种画法中,能使得与是位似图形的有( )
A.①②③④ B.①③④ C.①② D.③④
【变式1】下列选项中的两个相似图形,不是位似图形的是( )
A. B.
C. D.
【变式2】下列图形中是位似图形的是( )
A. B.
C. D.
【变式3】图,以点为位似中心,把放大为原图形的倍得到,以下说法中错误的是( )
A. B.
C. D.
【变式4】如图,在所在平面上任意取一点O(与点A、B、C不重合),连接、、,分别在、、上取点、、,再连接、、得到,则下列说法不正确的是( )
A.若与是位似图形,则这两个三角形相似
B.若与是相似图形,则这两个三角形也是位似图形
C.若、、分别是、、的中点,则与的周长比为
D.若与是位似图形,则
题型04 画位似图形
【典例1】如图,在平面直角坐标系中,的三个顶点都在格点上(网格中小正方形的顶点即为格点)
以点为位似中心,将放大到原来的倍,在第四象限内画出.
【变式1】在的网格图中,已知和点.
以点M为位似中心,位似比为2,画出的位似图形;
【变式2】在边长为1的小正方形网格坐标系中,顶点均为格点,点,对应位似点.
(1)描出AC中点D,写出点D坐标;
(2)以原点O为位似中心,将放大得到,画出图形.
【变式3】在边长为1的正方形的网格中,的顶点均为格点(网格线的交点).(要求使用无刻度的直尺画图)
以点为位似中心,在网格区域内将放大2倍得到;
【变式4】在边长为的正方形的网格中,的顶点均在格点上(网格线的交点).
()以点为位似中心,在网格区域内将放大倍得到(的对应点是,的对应点是).
(2)用无刻度的直尺在线段上找一点,使得.(保留画图痕迹)
题型05 利用位似图形的性质计算
【典例1】如图,与位似,位似中心为点O,,的面积为4,则面积为( )
A.6 B.7 C.8 D.9
【变式1】如图,在舞台设计中,有两个位似的三角形装饰图案和,位似中心为点,经测量它们的相似比是,那么与的面积之比是( )
A. B. C. D.
【变式2】如图,正六边形与正六边形是关于原点的位似图形,相似比为,若点,则正六边形的周长为_________;
【变式3】如图,和是位似图形,点O是它们的位似中心,若与的面积之比为,则的值为 _______.
【变式4】如图,以点为位似中心的与的周长比为,则的值是多少?
题型05 在直角坐标系中求位似图形中对应点的坐标
【典例1】如图,以点为位似中心,将按相似比缩小,得到,则点的对应点D的坐标为( )
A. B. C. D.
【变式1】在平面直角坐标系中,的顶点的坐标为,以原点为位似中心,把按相似比为2放大得到,则的顶点的坐标为________.
【变式2】如图,中,A、B两个顶点在x轴的上方,点C的坐标是.以点C为位似中心,在x轴的下方作的位似图形,并把的边长放大到原来的2倍.点B的坐标是,则点B的对应点的坐标是( )
A. B. C. D.
【变式3】正方形如图所示,以原点O为位似中心,在第一象限内把正方形的各边缩小为原来的,则点C的对应点的坐标为_____________.
【变式4】如图,在平面直角坐标系中,的顶点坐标分别为,,.
(1)画出将向左平移3个单位,再向上平移2个单位后得到的(点A,B,C的对应点分别是,,);
(2)以原点O为位似中心,在y轴的右侧画出.使与位似,且相似比为,请写出点的坐标(点A,B,C的对应点分别是,,);
(3)请在图中画出与的位似中心M,并写出点M的坐标.
1.下列选项中的两个图形一定相似的是( )
A.两个等腰三角形 B.两个矩形 C.两个菱形 D.两个正五边形
2.如图,和是以点O为位似中心的位似图形,且相似比为,若,则的长为( )
A.16 B.12 C.8 D.6
3.如图,在直角坐标系中,与是位似图形,位似中心为原点O.若点的对应点为,则点的对应点的坐标为( )
A.
B. C. D.
4.如图,以点为位似中心,把的各边长放大为原来的2倍得到,下列说法中错误的是( )
A. B.
C.点,,三点在同一条直线上 D.
5.如图,在平面直角坐标系中,将以原点为位似中心放大后得到,若点,,则和的相似比为___________.
6.如图,平行于地面的三角形纸片上方有一灯泡(看作一个点O)、灯泡发出的光线照射后,在地面上形成阴影,已知灯泡距离地面,灯泡距离纸片,若的面积为6,则阴影部分的面积为______.
7.如图,与是以点为位似中心的位似图形,位似比为1:3,正方形的边长为1,点在边上,点在边上,直线交于点,则的长度为_____.
8.如图,已知四边形与四边形相似,点的对应点分别为.
(1)求的度数;
(2)求边的长度.
9.已知在平面直角坐标系中的位置如图所示,点A,B,C的坐标分别为,,.
(1)以点O为位似中心,在y轴左侧画出的位似图形,使与的相似比为;
(2)以点C为旋转中心,将逆时针旋转得到,画出.
10.如图,在边长为1个单位长度的小正方形网格中建立平面直角坐标系,与的顶点均为格点,点的坐标为.
(1)求证:;
(2)把向右平移6个单位长度得到,画出平移后的三角形,并判断与是否位似,如果是,请写出位似中心的坐标,如果不是,请说明理由.
1.下列每个选项的两个图形中,不是位似图形的是( )
A. B. C. D.
2.如图,在锐角三角形、矩形、正六边形外加宽度一样的外框,外框边与原图形对应边平行,则外框与原图一定相似的是( )
A.三角形和矩形 B.三角形和正六边形
C.矩形和正六边形 D.矩形
3.纸是我们常用的打印纸,把纸沿长边中点对折,形成两个相同的小长方形,我们发现折叠得到的小长方形与折叠前的大长方形相似,则大长方形与小长方形的相似比为( )
A. B. C. D.
4.如图,在矩形中,点,分别在,上,四边形是正方形,矩形矩形,,则的值为( )
A. B. C. D.
5.如图,在平面直角坐标系中,与关于原点位似(点、的对应点分别是点、),若轴,点的坐标为,与的相似比为,则点的坐标为____________.
6.下图是用12个相似的直角三角形组成的图案.
(1)与位似的三角形是______;
(2)已知的面积是3,则的面积为______.
7.如图,在平面直角坐标系中,三个顶点的坐标分别为,,,请根据条件解决下列问题:
(1)绕点旋转后得到,请画出
(2)以点为位似中心,在指定网格的范围中画出,使与位似,且位似比为;
8.如图,在平面直角坐标系中,与关于点P位似,其中顶点A,B,C的对应点依次为,,,且都在格点上.
(1)请利用位似的知识在图中找到并画出位似中心P;
(2)写出点P的坐标为_____,与的面积比为_____,_____;
9.如图,在平面直角坐标系中,三个顶点分别为.
(1)以坐标原点为位似中心,将在第一象限内缩小为原图形的得到,请在平面直角坐标系中画出;
(2)设与的周长分别为和,试求的值.
10.纸张大小的设计不仅要有美感,还应具有实用性.纸是我们常见的矩形打印纸,将纸沿垂直的对称轴折叠(如图1),展开后,折痕两侧的两个小矩形称为纸,它们与原来的矩形相似,以其中一个为例,可记为矩形矩形;将纸类似的对折,得到与之相似的纸……,纸的大小设计能在纸张的剪裁中避免浪费,且方便缩放打印,可谓兼具强大的功能性与视觉美感.
(1)如图,设,则纸的宽________(用表示);连接,过点作交于点,则________(用表示);
(2)如图,在(1)的条件下,再次折叠纸片,使点落在上的点处,折痕为,连接.请写出并证明线段与的关系;
(3)如图,,若点为边上的一动点,沿折叠纸片,使点落在处,连接,,求的最小值.
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